基于技能导向的学习管理系统的研究

摘要

在E-Learning领域,近年来学习管理系统(LMS)的发展十分迅速,出现了各种类型的学习管理系统。这些系统大多都是以学习对象为中心,缺少对学习过程的支持。此外在这些学习管理系统的学习过程中,学习者缺少合理的导向,往往面临不知如何选择陷入“知识迷茫”的问题。现有的学习管理系统对学习过程的描述缺乏严格的形式化定义,不仅仅不具备通用性,且很难支持对学习过程的正确性的分析与验证。
　　 针对现状,本文通过分析研究IMS LD规范、扩展知识空间理论和Petri网建模技术,提出了一种基于技能导向的学习过程模型CLPM。该模型采用简单颜色Petri网为理论基础,对学习过程进行了严格的形式化定义,并引入了技能的概念。在学习过程中加入了技能状态和技能目标,并将学习对象、学习环境和学习活动分别与技能进行映射,最终利用扩展知识空间理论构建的技能结构所表达的技能之间的关系,由当前技能状态是否满足学习活动要求的先决技能作为判定依据,实现对整个学习过程的导向。在完成CLPM的定义后,本文以其为理论依据,设计了基于技能导向的学习管理系统CLPM LMS。该系统以学习活动为中心,基于技能进行导向,以Petri网的图形化方式对学习过程进行设计工作,并提出活动构件的概念,以总线式的方式组装学习活动构件,将学习活动落到实处,具体到与实际学习过程中相对应的环节,既提高了系统的实用性又保证了系统的高度可扩展性,从而达到适应不断丰富的学习方式的目的。
　　 最后,本文通过一个简单的应用举例,分析了CLPM对学习过程的描述能力、基于技能的导向能力、实用性和可扩展性等方面,得出了CLPM能够较好的完成对学习过程的严格形式化描述,有效的基于技能对学习过程进行导向,并具备良好的实用性和可扩展性的结论。

目录

文摘

英文文摘

论文说明:图表目录

第1章 绪论

1.1 课题的研究背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.2.1 学习过程建模研究现状

1.2.2 基于技能扩展的知识空间理论研究现状

1.2.3 学习管理系统研究现状

1.3 本文的主要工作

1.4 本文的组织结构

第2章 学习管理系统关键技术

2.1 IMS LD规范介绍

2.2.1 IMS LD的概念模型

2.2.2 IMS LD的信息模型

2.2.3 LD缺陷分析

2.2 基于技能扩展的知识空间理论

2.3 Petri网理论介绍

2.5 本章小结

第3章 基于技能导向的学习过程建模

3.1 CLPM的概念模型

3.1.1 学习活动与活动构件

3.1.2 学习活动结构

3.1.3 学习环境

3.1.4 参与者

3.1.5 技能

3.1.6 技能与学习对象、学习环境和学习活动的关系

3.1.7 技能导向

3.2 CLPM的信息模型

3.3 CLPM形式化

3.3.1 CLPM形式化定义

3.3.2 五种基本控制流模式

3.3.3 CLPM模型分析

3.5 本章小结

第4章 CLPM LMS设计

4.1 系统架构

4.1.1 总体架构

4.1.2 学习过程引擎架构设计

4.1.3 可扩展活动构件架构设计

4.2 各角色主要用例

4.2.1 系统管理员用例

4.2.2 教师用例

4.2.3 学习者用例

4.3 核心模块设计

4.3.1 元素实体

4.3.2 过程管理

4.3.3 技能导向

4.3.4 资源管理

4.3.5 引擎调度算法

4.4 CLPM LMS用户界面设计

4.4.1 系统主界面

4.4.2 系统管理员主界面

4.4.3 用户管理

4.4.4 组管理

4.4.5 权限管理

4.4.6 活动构件管理

4.4.7 学习过程设计

4.4.8 学习过程监管

4.4.9 课程学习

4.5 本章小结

第5章 CLPM应用实例分析

5.1 CLPM应用举例

5.2 应用简要分析

5.2.1 对学习过程的描述能力

5.2.2 基于技能的导向能力

5.2.3 模型的运转过程

5.2.4 实用性及可扩展性

5.3 本章小结

结论

参考文献

致谢

附录A 攻读学位期间所发表的学术论文